Déchiffrer la géologie : Interprétation des résultats de Kabanda-Musefu

CHAPITRE IV : DISCUSSION ET INTERPRETATION DES RESULTATS

Ce chapitre se focalisera sur la discussion et l’interprétation des résultats obtenus dans les précédents chapitres.

DONNEES PETROGRAPHIQUES ET LITHOLOGIQUES

De ce point de vue, les considérations sur les généralités de la région et sur les descriptions macroscopiques suivant nos trois itinéraires ainsi que les descriptions microscopiques, nous ont permis de mettre en évidence diverses formations dans notre zone d’étude. Ces formations ont révélé par ailleurs plusieurs phases d’érosion dans le secteur qui regroupe la latérite, les alluvions et les terres rougeâtres riches en Fer.

Les lithofaciès dégagés sont les suivants :

Le gneiss mylonitique ;

Le granite ;

La migmatite ;

Le granite gneissique.

DONNEES TECTONO-METAMORPHIQUES

Basé sur les caractéristiques macroscopiques couplées aux analyses microscopiques des roches cristallophylliennes de la région étudiée, ce sous- chapitre discute et interprète les paragenèses minérales métamorphiques dans le but de retracer l’action tectono-métamorphique dans le secteur.

Evolution tectonique

La région sous étude aurait subit une double action tectonique comme le témoigne les effets ci-après :

La schistosité plissée notée au niveau de certains affleurements (Echantillon KM26) mais qui, malheureusement, n’est pas manifestée au niveau microscopique ;

La mylonitisation de certains lithofaciès de gneiss (Echantillon KM42) ;

L’existence de deux familles de fractures orthogonales.

La première phase tectonique est celle qui a mis en place la schistosité (S1) et la foliation de direction N40 à N70°E, avec un pendage de 30 à 42°, vers le SE. Elle est responsable de l’apparition des fissures postérieurement colmatées par des solutions hydrothermales pour donner des filons de quartz aurifère.

La seconde phase tectonique, quant à elle, serait à l’origine du plissement, de la schistosité S1, de la mylonitisation du gneiss et de l’apparition du grand accident tectonique de la région accompagné d’un système des cassures non remplies et perpendiculaires au premier système.

Degré du métamorphisme

Notons qu’au niveau de l’analyse des lames minces, aucun silicate de métamorphisme de type sillimanite, disthène, andalousite, cordiérite, staurotide ou chloritoïde n’a été décelé et qui pourrait servir de phase minérale repère pour déduire le degré de métamorphisme subit par les roches (Winkler, 1973).

Cependant, en l’absence de minéraux repères, nous pouvons tabler sur les paragenèses minérales observées pour déterminer le degré de métamorphisme, conformément aux travaux d’Eskola (1920) et de Nicholet (2010).

Figure 12 : Diagramme pression – température montrant l’évolution des faciès métamorphiques

En effet, en conformité avec les subdivisions du « chemin Pression- Température » (Figure 12), les paragenèses minérales des roches étudiées peuvent être rattachées aux faciès métamorphique d’Eskola (1920). Il s’agit des paragenèses suivantes :

Assemblage quartz + biotite + minéraux opaques

Cet assemblage minéralogique est caractéristique du granite gneissique (Photo 10 et 12). Le quartz est un minéral ubiquiste dans le diagramme de Nicholet (2010) (Figure 13) ; et la biotite est décrite comme minéral repère pour le métamorphisme mésozonal (Amphibolite facies) par Boillot et al. (2020). La teinte brun foncé de ce minéral (Photo 10 et 12) traduit son enrichissement en Titane et suggère son appartenance à l’amphibolite facies.

Les minéraux opaques présents dans ces lithofaciès peuvent provenir, d’après Robert et Peter (1976), soit de l’oxydation des sulfures, soit des chlorures déposés par des fluides métamorphiques.

Assemblage quartz + biotite + orthose +minéraux opaques

Cette paragenèse est typique de la migmatite (Photo 2). La couleur brun foncé de la biotite couplée de la présence de l’orthose traduit l’évolution de cette roche à la limite amphibolite facies – granulite facies (Figure 12 et 13) ; l’orthose pouvant dans ce cas résulter de la réaction du quartz en présence de la muscovite (Kanika, 2022). Ici aussi les minéraux opaques pourraient provenir des fluides métamorphiques.

Paragenèse plagio + biotite + orthose + grenat

Cet assemblage est caractéristique de certains granites gneissiques (Photo 12). Il traduit, comme le suggère la figure 12, l’évolution de ce lithofaciès dans le granulite facies, et une fusion partielle en présence de l’eau.

Figure 13 : Diagramme montrant l’évolution des minéraux avec l’intensité du métamorphisme (Nicholet et al., 2010)

DONNEES METALLOGENIQUES

Il est nécessaire de trouver au préalable les paramètres métallogéniques, à savoir : l’origine et l’environnement de dépôt des minerais, leurs températures de dépôt ainsi que les processus générateurs.

Origine et environnement de dépôt des minerais

Pour connaitre l’origine et l’environnement de dépôt des minerais de notre zone d’étude, nous utilisons l’équilibre Roche-Solution qui est la base du diagramme ternaire K–Na–Ca d’Intiomale (2004). Il suppose que les proportions relatives de potassium, de sodium et de calcium sont les mêmes que celles des roches mères endogènes correspondantes.

Les résultats d’analyses (tableau 2) donnent les proportions en K2O, Na2O et CaO que nous allons multiplier respectivement par :

0,8302 pour le K ;

0,7419 pour le Na ;

0,7147 pour le Ca (tableau 4).

Faire la somme des différents éléments (K + Na + Ca) pour obtenir le 100 %, puis calculer ensuite les proportions (pourcentage réduit à 86,5 %) en K, Na et Ca.

Tableau 4 : Proportions en K-Na-Ca des échantillons de roches

Les résultats du tableau 4 sont alors transformés en pourcentage réduit à 85% (tableau 5) et seront reportés sur le diagramme K–Na–Ca (figure 14).

Tableau 5 : Proportions des K-Na-Ca en pourcentage réduit à 86,5%

Figure 14 : Diagramme ternaire K-Na-Ca présentant le milieu de dépôt et l’origine de solutions minéralisatrices de nos différents échantillons

Il ressort de ce diagramme que les minerais de notre zone d’étude sont majoritairement d’origine mixte et d’environnement continental.

Nous pouvons vérifier cela par les rapports X= ^𝑘

𝑐𝑎

et Y=^𝑁𝑎

𝐶𝑎

qui

différencient respectivement les minerais hypogènes, supergènes et mixtes ainsi que les minerais d’environnement marin et ceux d’environnement continental. L’interprétation se fait de la manière suivante :

Origine des minerais :

Pour X ≥ 2,4014, le minerai est hypogène.

Pour 2,4014 ˃ X ˃ 0,4164, le minerai est mixte.

Pour X ≤ 0,4164, le minerai est supergène.

Environnement des minerais :

Pour Y ˃ 6,4675, le minerai est du domaine marin.

Pour Y ˂ 6,4675, le minerai est du domaine continental.

Y = 6,4675 est donc la limite entre les deux domaines.

Le tableau 6 donne les différentes origines de solutions minéralisatrices de notre zone d’étude, ainsi que le milieu de dépôt de chaque échantillon, obtenu après applications du principe mathématique énoncé ci-haut.

Tableau 6 : Origine et environnement de dépôt des minerais des différents échantillons de roches

Processus générateurs des fluides minéralisateurs

Les fluides métallifères sont générés selon divers processus qui souvent interfèrent les uns avec les autres dans des contextes structuraux particuliers à chaque type de gisements (Intiomale, 2014).

Pour déterminer les processus générateurs des solutions minéralisantes de notre zone d’étude, nous utilisons l’échelle phénoménologique, classes et types génétiques (tableau 7) d’Intiomale (2014) ; basés sur l’indice d’alcalinité donné par l’expression : ALC= (K + Na) / Ca, dont le résultat sont repris dans le tableau 8.

Tableau 7 : Classes et types génétiques des fluides métallifères (Intiomale, 2014)

Tableau 8 : Classes et types génétiques des solutions minéralisatrices de nos échantillons de roches

Températures de dépôt des minerais

Pour trouver les températures de dépôt des minerais, nous utilisons les Géothermométries Fe-Ti (tableau 9), Ca-Ti et Fe-Ca, basées sur un gradient géothermique de 75°C/km et par stade géothermal, ainsi que sur les rapports 𝑅=𝐹𝑒/𝑇𝑖, 𝑅=𝐶𝑎/𝑇𝑖 et 𝑅=𝐹𝑒/𝐶𝑎 des minéraux.

La température est alors donnée par la relation :

𝑇°𝐶=°𝐺₁+75° × (𝑅−𝐺₁) / (𝐺₂−𝐺₁) où G1 et G2 sont respectivement les bornes inférieure et supérieure du stade géothermal.

Le résultat des différents calculs est présenté dans le tableau 10, qui donnera les différentes températures de dépôt des échantillons sous forme d’intervalle.

Tableau 9 : Echelle géothermométrique Fe-Ti (Intiomale, 2013)

Tableau 10 : Température de dépôt

V. CONCLUSION GENERALE

En guise de conclusion, nous retiendrons que la région de Kabanda- Musefu présente une potentialité aurifère intéressante, mais elle est incomplètement investiguée.

Les différentes études menées, nous ont permis de dégager des éléments de base dans la caractérisation pétrographique, géochimique, et métallogénique de cette région.

Du point de vue pétrographique et lithologique :

Les études effectuées au laboratoire, nous ont permis de dégager les lithofaciès suivants :

Le gneiss mylonitique ;

Le granite ;

La migmatite ;

Le granite gneissique.

Du point de vue tectono-métamorphique :

Sur le plan tectonique, nous retiendrons que la région sous étude aurait subit une double action tectonique qui sont à la base de la schistosité, la mylonitisation de certains facies gneissiques et l’existence de deux familles des fractures orthogonales.

Du point de vue métamorphique, les paragenèses minérales des roches étudiées peuvent être rattachées aux paragenèses suivantes :

Assemblage quartz + biotite + minéraux opaques

Assemblage quartz + biotite + orthose +minéraux opaques

Paragenèse plagio + biotite + orthose + grenat

Du point de vue métallogénique :

Les solutions minéralisatrices de la région de Kabanda-Musefu sont principalement d’origine mixte, mais nous y retrouvons également aux échantillons KM20 et KM32, des solutions respectivement, hypogène et supergène.

L’environnement de dépôt de ces solutions est essentiellement continental. Il n’y a donc pas eu de dépôt marin, mais tout s’est fait en milieu continental.

Les processus générateurs ayant conduit à la mise en place des solutions minéralisatrices de notre région d’étude sont essentiellement des fluides volcano-sédimentaires et émanations thermotactiques en auréole des intrusions acides continentaux, sans oublier les fluides métamorphiques.

Quant à la température de dépôt, elle varie et change de stade géothermal à certains endroits. Mais en général, et en nous basant sur la géothermométrie Fe–Ti, elle se situe en grande partie dans une fourchette allant de 450 à 525 ˚C. Notre zone d’étude appartient donc dans sa majorité au stade pneumatolytique.

L’analyse métallographique des échantillons portant des oxydes opaques a révélé la présence de la pyrite qui est un accompagnateur de l’or ; mais elle a aussi révélé la présence de l’or dans certains échantillons.

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LISTE DES ACRONYMES

AI : Alteration index (ou indice)

ALC : Alcalinité

AT : Administrateur de Territoire

Bt : Biotite

Ca : Calcium

CRENK : Centre régional d’Etudes Nucléaires de Kinshasa

E : Est

Fe : Fer

Fk : Feldspath potassique (orthose)

Gt : Grenat

He : Hématite

Ir : Ingénieur

KM : Kabanda-Musefu

LPA : Lumière polarisée analysée

LPNA : Lumière polarisée non analysée

LRA : Lumière Réfléchie Analysée1

LRNA : Lumière Réfléchie Non Analysée2

Mt : Magnétite

N : Nord

Na : Sodium

NE : Nord-Est

NW : Nord-Ouest

Pg : Plagioclase

Py : Pyrite

Qtz : Quartz

S : Sud

SE : Sud-Est

SW : Sud-Ouest

Ti : Titane

W : Ouest

LISTES DES FIGURES ET DES PHOTOGRAPHIES

1.Figures

Figure 1 : Carte administrative de la province du Kasaï-central localisant le

secteur d’étude6

Figure 2 : Carte de localisation des stations d’observation et d’échantillonnage17

Figure 3 : Coupe géologique suivant l’itinéraire 138

Figure 4 : Coupe géologique suivant l’itinéraire 238

Figure 5 : Coupe géologique suivant l’itinéraire 339

Figure 6 : Esquisse géologique de la zone d’étude40

Figure 7 : Histogramme d’évolution des teneurs des éléments majeurs45

Figure 8 : Histogramme d’évolution des teneurs des éléments en trace46

Figure 9 : Diagrammes en aires montrant la distribution des teneurs des éléments majeurs de différents échantillons47

Figure 10 : Diagrammes en aires présentant la distribution des éléments en trace des différents échantillons49

Figure 11 : Profil d’altération hydrothermale (AI) de nos échantillons51

Figure 12 : Diagramme pression – température montrant l’évolution des faciès métamorphiques53

Figure 13 : Diagramme montrant l’évolution des minéraux avec l’intensité du métamorphisme (Nicholet et al., 2010)55

Figure 14 : Diagramme ternaire K-Na-Ca présentant le milieu de dépôt et

l’origine de solutions minéralisatrices de nos différents échantillons57

2.Photos

Photo 1 : Echantillon KM1025

Photo 2 : Lame mince de l’échantillon KM10 (Migmatite)25

Photo 3 : Echantillon KM1826

Photo 4 : Lame mince de l’échantillon KM18 (Granite gneissique)27

Photo 5 : Echantillon KM2027

Photo 6 : Lame mince de l’échantillon KM20 (Granite)28

Photo 7 : Echantillon KM2929

Photo 8 : Lame mince de l’échantillon KM29 (Granite gneissique)29

Photo 9 : Echantillon KM3230

Photo 10 : Lame mince de l’échantillon KM32 (Granite gneissique)31

Photo 11 : Echantillon KM37’’31

Photo 12 : Lame mince de l’échantillon KM37’’ (Granite gneissique)32

Photo 13 : Echantillon KM4233

Photo 14 : Lame mince de l’échantillon KM4 (Gneiss mylonitique)33

Photo 15 : Section polie de l’échantillon KM1034

Photo 16 : Section polie de l’échantillon KM2035

Photo 17 : Section polie de l’échantillon KM235

Photo 18 : Section polie de l’échantillon KM3936

Photo 18 : Végétation caractéristique de KM (2.1 : plante locale Tshikinge ; 2.2 : arbre local planté par les belges : Mulemba mutoka).74

Photo 19 : Pose en compagnies des différentes autorités locales74

LISTES DES TABLEAUX

Tableau 1 : Présentation des données de terrain18

Tableau 2 : Teneurs en éléments majeurs et éléments en trace des échantillons des roches42

Tableau 3 : Indice d’altération des différents échantillons de roches50

Tableau 4 : Proportions en K-Na-Ca des échantillons de roches56

Tableau 5 : Proportions des K-Na-Ca en pourcentage réduit à 86,5%56

Tableau 6 : Origine et environnement de dépôt des minerais des différents échantillons de roches58

Tableau 7 : Classes et types génétiques des fluides métallifères (Intiomale, 2014)59

Tableau 8 : Classes et types génétiques des solutions minéralisatrices de nos échantillons de roches60

Tableau 9 : Echelle géothermométrique Fe-Ti (Intiomale, 2013)61

Tableau 10 : Température de dépôt62

ANNEXE

Photo 19 : Végétation caractéristique de KM (2.1 : plante locale Tshikinge ; 2.2 : arbre local planté par les belges : Mulemba mutoka).

Photo 20 : Pose en compagnies des différentes autorités locales :

Sur la 3.1 : Après la présentation des civilités auprès de l’Administrateur de Territoire de Luiza, l’Ir. Jean KABAMBA MUKINAYI. La première personne en allant de gauche vers

la droite : le géologue en devenir KANGOMBE B. Benjamin suivi de MBETE M. Emanuel, suivi de l’Administrateur de Territoire, puis le géologue en devenir Elie LUTETA LUIMPA K., derrière de gauche vers la droite : NGUMBI Y.

Joseph suivi de YUGI KIZITO ;

Sur la 3.2 : Après les civilités présentées au chef du groupement ;

Sur la 3.3 : A gauche le géologue en devenir Elie LUTETA LUIMPA K., l’agent de mine monsieur André, la première personne à la droite, le géologue en devenir KANGOMBE

B. Benjamin, suivi d’un policier, agent de la police minière qui assuré notre sécurité durant notre séjour dans ladite zone ;

Sur la 3.4 : Après les civilités au chef de la localité d’Anabangu.

TABLE des matières

EPIGRAPHES (1) II

EPIGRAPHES (2) III

DEDICACE (1) IV

DEDICACE (2) V

REMERCIEMENTS (1) VI

REMERCIEMENTS (2) VII

0. INTRODUCTION 1

0.1. CHOIX & INTERET DU SUJET 1

0.2. PROBLEMATIQUE 1

0.3. OBJECTIF DU TRAVAIL 2

0.4. METHODOLOGIE ET MATERIELS UTILISES 2

0.5. SUBDIVISION DU TRAVAIL 4

CHAPITRE I : GENERALITES 5

I.1. CADRE GEOGRAPHIQUE 5

I.1.1. Localisation 5

I.1.2. Relief et hydrographie 7

I.1.3. Climat 8

I.1.4. Sols et végétation 8

I.2. CADRE GEOLOGIQUE REGIONAL 8

I.2.1. Introduction 8

I.2.2. Formations de couverture 9

I.2.3. Soubassement du Kasaï 11

a. Complexe tonalitique de la Haute Luanyi 12

b. Complexe granulitique de Musefu 13

c. Complexe migmatitique de Dibaya 13

d. Complexe granito-gneissique de Sandoa 13

e. Complexe tonalitique de Kanda-Kanda 13

I.2.4. Géologie de la zone d’étude 14

a. Limitation de la zone d’étude 14

b. Géologie locale 14

I.2.3. Tectonique locale 14

I.2.4. Minéralisation 15

I.2.5. Végétation 15

CHAPITRE II : ETUDE ANALYTIQUE DE TERRAIN 16

II.1. INTRODUCTION 16

II.2. PRESENTATION DES RESULTATS 16

CHAPITRE III : ETUDE PETROGRAPHIQUE, GEOCHIMIQUE ET MINERALOGRAPHIQUE 24

III.1. INTRODUCTION 24

III.2. DESCRIPTIONS PETROGRAPHIQUES 24

III.2.1. Echantillon KM10 24

III.2.2. Echantillon KM18 26

III.2.3. Echantillon KM 20 27

III.2.4. Echantillon KM29 28

III.2.5. Echantillon KM32 30

III.2.6. Echantillon KM37’’ 31

III.2.7. Echantillon KM42 32

III.3. OBSERVATIONS MINERALOGRAPHIQUES 34

III.3.1. Echantillon KM10 34

III.3.2. Echantillon KM20 34

III.3.3. Echantillon KM29 35

III.3.4. ECHANTILLON KM39 36

III.4. SYNTHESE DES OBSERVATIONS MACROSCOPIQUES ET MICROSCOPIQUES 37

III.4.1. Coupes géologiques sectorielles 37

a. Premier itinéraire 37

b. Deuxième itinéraire 38

C. troisième itinéraire 38

III.5. RESULTATS D’ANALYSE GEOCHIMIQUES 41

III.6. ETAT D’ALTERATION DES ROCHES 50

CHAPITRE IV : DISCUSSION ET INTERPRETATION DES RESULTATS 52

IV.1. DONNEES PETROGRAPHIQUES ET LITHOLOGIQUES 52

IV.2. DONNEES TECTONO-METAMORPHIQUES 52

IV.2.1. Evolution tectonique 52

IV.2.2. Degré du métamorphisme 53

IV.2.2.1. Assemblage quartz + biotite + minéraux opaques 54

IV.2.2.2. Assemblage quartz + biotite + orthose +minéraux opaques 54

IV.2.2.3. Paragenèse plagio + biotite + orthose + grenat 54

IV.3. DONNEES METALLOGENIQUES 55

IV.2.1. Origine et environnement de dépôt des minerais 55

IV.2.2. Processus générateurs des fluides minéralisateurs 58

IV.2.3. Températures de dépôt des minerais 61

V. CONCLUSION GENERALE 63

BIBLIOGRAPHIE 65

LISTE DES ACRONYMES 68

LISTES DES FIGURES ET DES PHOTOGRAPHIES 70

1. Figures 70

2. Photos 70

LISTES DES TABLEAUX 72

ANNEXE 73

TABLE DES MATIERES 76